前天上午十點(diǎn),才神道&鋰想生活對(duì)特斯拉二代4680電芯進(jìn)行了拆解,上下午一共進(jìn)行了4個(gè)多小時(shí),最高有一千多名粉絲實(shí)時(shí)在線收看,合計(jì)上萬(wàn)人次觀看。 ? 原以為對(duì)于我們這個(gè)拆解了若干企業(yè)的46電芯的“老手”來(lái)說(shuō),不應(yīng)該有什么驚喜,但事實(shí)證明,我們錯(cuò)了!
殼體的巨大變化
相較于特斯拉的一代電芯,特斯拉的二代電芯(因?yàn)槿萘孔兓淮?,我們后面把它稱為1.5代,特斯拉定義的二代電芯是裝配到CyberTruck上的Cybercell)。
從電芯的表面來(lái)看,第一代的電芯是預(yù)鍍鎳工藝,但表面是很粗糙的,電芯上方的R角比較大,而1.5代電芯的表面非常光滑,且上方R角非常小,據(jù)很多做預(yù)鍍鎳行業(yè)的專家分析,這工藝應(yīng)該還是預(yù)鍍鎳工藝,只不過(guò)較上一代更加成熟了。
相比國(guó)內(nèi)的46大圓柱來(lái)說(shuō),我們普遍采用的是后鍍鎳,因?yàn)檫@樣處理比較簡(jiǎn)單,也比較適合我們國(guó)內(nèi)46電池包局部注膠的工藝。
但才神道預(yù)計(jì),特斯拉的這種全注膠的方式未來(lái)一定很有市場(chǎng),因?yàn)檫@樣才有電池包整體作為結(jié)構(gòu)件的邏輯。
我們也注意到,特斯拉1.5代的電芯殼體厚度較第一代大幅度減薄了。從原來(lái)的0.6mm減小到不足0.4mm。特斯拉全灌膠可以做這么薄,那我們部分注膠是不是就不能做這么薄呢?
關(guān)于這一點(diǎn),才神道在第一代4680拆解報(bào)告中做過(guò)預(yù)測(cè)。
我們當(dāng)時(shí)根據(jù)有限的消息判斷,特斯拉的4680二代肯定會(huì)對(duì)殼體減重,現(xiàn)在看來(lái)我們的預(yù)測(cè)是對(duì)的,厚度確實(shí)下降到了0.4mm以下。
殼體的另外一大變化就是在后蓋和封口上。
在封口上,從頓封變成焊封這個(gè)沒(méi)有懸念,畢竟特斯拉曾經(jīng)公開(kāi)展示過(guò)。但后蓋的結(jié)構(gòu)和邏輯卻也有了不小的變化。
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從圖中我們可以看到,首先殼體一代和1.5代有了很大區(qū)別。另外在后蓋的結(jié)構(gòu)上,才神道早前拿到的1.5代圖片和這次拆解的1.5代也是有很大區(qū)別。
首先,早前的1.5代沒(méi)有外圍的六個(gè)小圓釘;其次,早前的激光焊是流線型的,現(xiàn)在是分成了兩個(gè)部分,都是直線型;再次,激光焊接的沉臺(tái)也有了不小的變化,原來(lái)是連通的,現(xiàn)在改成三個(gè)獨(dú)立的部分了;最后,早前的后蓋是沒(méi)有防爆線的,現(xiàn)在的電芯有了明顯的防爆線。
那么這么多的變化,有什么邏輯嗎?才神道通過(guò)拆解找到了其背后的奧秘。
關(guān)于封口,才神道曾經(jīng)和大家分享過(guò)一期特斯拉的焊封專利,大家如果沒(méi)有看過(guò)的,可以通過(guò)這個(gè)鏈接找到。
特斯拉之所以采用焊縫,其目的之一就是要解決漏液?jiǎn)栴}。這個(gè)問(wèn)題在第一代研發(fā)的過(guò)程中曾經(jīng)困擾特斯拉很久。當(dāng)然,目前國(guó)內(nèi)也有很多廠家使用墩封結(jié)構(gòu)試制自己的46電芯。但到目前為止,包括億緯在內(nèi)的國(guó)內(nèi)廠商,量產(chǎn)效率還沒(méi)有突破100ppm,而特斯拉現(xiàn)在的量產(chǎn)速度已經(jīng)達(dá)到了150ppm,原本不是問(wèn)題的問(wèn)題,隨著效率的提高就成了問(wèn)題。
當(dāng)然,焊封也并非絕對(duì)的就好。理論上,焊封要比墩封費(fèi)時(shí)。才神道獲得的消息說(shuō),松下正在為后蓋的焊縫發(fā)愁,因?yàn)樗麄冊(cè)械墓に噷?duì)付小圓柱還是可以提供300ppm穩(wěn)定量產(chǎn)的,但現(xiàn)在單電芯焊接長(zhǎng)度長(zhǎng)了2.18倍,再要維持300ppm的量產(chǎn)速度就需要大幅改進(jìn)工藝了。
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第二,特斯拉使用焊封公司的另一層考慮就是增加有效空間。這個(gè)在他們的焊封專利里面都有詳細(xì)的描述,才神道也預(yù)測(cè)過(guò),大約可以增加4%的空間。
第三層考量就是采用了焊封結(jié)構(gòu)后,可大面積減薄殼體了。因?yàn)樽钤缰詺んw那么厚,就是考慮在電芯內(nèi)部壓力達(dá)到一定閾值以后,后蓋的焊封結(jié)構(gòu)可以爆開(kāi),以起到防爆作用。所以大家在第一代電芯上看不到其他的防爆結(jié)構(gòu)。但這樣的代價(jià)就是殼體要夠厚。
而1.5代的早期版本依然沒(méi)有防爆線。因此才神道判斷,早期1.5代版本的防爆功能因殼體減薄而失敗,于是才有了這個(gè)有防爆線的版本。
才神道認(rèn)為,特斯拉最早的思路是不屑于做防爆線的,他們還曾經(jīng)打過(guò)爆珠的主意(用爆珠做防爆閥),但現(xiàn)在看來(lái),這些努力都失敗了,還是開(kāi)個(gè)防爆線最有效。
這個(gè)部分的最后我們來(lái)聊聊這個(gè)注液孔。拆解的時(shí)候,很多網(wǎng)友管他叫“爆珠”,才神道仔細(xì)了解了一下,這個(gè)結(jié)構(gòu)叫“不銹鋼膨脹密封”結(jié)構(gòu)。
用這個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)做注液口的密封,你還別說(shuō),這個(gè)還真是一個(gè)創(chuàng)舉,這可比我們國(guó)內(nèi)目前通用的焊接注液孔靠譜的多。因?yàn)檫@樣非常省時(shí)??!
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正負(fù)集流體的變化
接下來(lái)我們就說(shuō)說(shuō)正負(fù)集流體的變化。
正像很多圈內(nèi)朋友獲得的消息一樣,特斯拉的1.5代電芯上沒(méi)有負(fù)極集流體了。而是直接和后蓋焊到了一起。
有粉絲問(wèn)我,這樣焊到一起是否更好?
才神道通過(guò)拆解之后發(fā)現(xiàn),這樣焊接固然是省了集流體,密封墊兩個(gè)部件,按照肯定更省時(shí)了。而且激光穿透焊也沒(méi)有傷到極組,也不會(huì)有焊接的粉塵污染。
但焊接的面積只占到了極耳的很小一部分,這對(duì)于這個(gè)4680的全極耳(無(wú)極耳)來(lái)說(shuō),是不是一個(gè)巨大的浪費(fèi)呢?
同時(shí),后蓋沉臺(tái)旁邊空間是空的,容易造成外圈極耳上翹,所以不得不在后蓋的內(nèi)部加了一個(gè)鋼環(huán),以壓住邊緣的極耳。
后蓋上的六個(gè)小點(diǎn)就是鉚接那個(gè)鋼環(huán)的。
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才神道判斷:沉臺(tái)、防爆閥和鋼環(huán)互相打架,所以才有了這么一個(gè)補(bǔ)救的設(shè)計(jì)。
有人會(huì)說(shuō),那干脆就不要這個(gè)沉臺(tái)不就完了,直接一個(gè)平蓋不好嗎?是挺好的啊,內(nèi)部空間還能多利用一點(diǎn),但那個(gè)不銹鋼膨脹密封結(jié)構(gòu)的空間就不合適了。
因此,才神道猜測(cè),未來(lái)三代的后蓋將有比較大的改進(jìn)。主要是解決沉臺(tái)、防爆閥、鋼圈、焊接和不銹鋼膨脹密封結(jié)構(gòu)的空間如何布局,使他們的布設(shè)更加合理。
另外,不論是之前的帶弧形的焊接方式還是現(xiàn)在的三段式焊接,都只有非常少的極耳參與了電流交換。是不是說(shuō)利用那個(gè)鋼墊和和極耳緊密接觸來(lái)增加電流的交換面積呢?才神道不得而知,請(qǐng)粉絲們留言闡述一下你們的見(jiàn)解。
還有,后蓋邊緣的焊接也非常均勻?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)國(guó)軒、蜂巢、蘭均、中創(chuàng)都采用焊封的做法,但這樣的焊封做法是不是會(huì)造成未來(lái)量產(chǎn)效率無(wú)法提高?還是說(shuō)這個(gè)部分使用了更好的焊接技術(shù),可以提高效率?大家也一起說(shuō)說(shuō)吧!
最后我們?cè)僬f(shuō)說(shuō)正極集流體部分的變化。
正極集流體這次變輕變薄了。如才神道在一年前預(yù)測(cè)的一樣,正極集流體的極柱焊接點(diǎn)附近有了“三條小魚(yú)”。這個(gè)結(jié)構(gòu)是方便正極柱焊接解耦和釋放選擇應(yīng)力的設(shè)計(jì)。
集流體變小變薄了,正極柱的的扭矩焊強(qiáng)度非常高,放大也看不到毛刺。
這樣看來(lái),特斯拉堅(jiān)定地走扭矩焊的路線已經(jīng)成功,而國(guó)內(nèi)各家采用各種方法解決這個(gè)問(wèn)題,但不知道是否可以在高速量產(chǎn)的情況下還能夠確保較高良率。
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最后,正極耳與集流盤(pán)的焊接,也是采用軸向點(diǎn)焊。這其實(shí)就是多極耳的一種變相的實(shí)現(xiàn)方式。特斯拉的一代是采用徑向焊接的。
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極組的變化
極組部分才神道只能告訴大家,各方面指標(biāo)都有變化,因?yàn)閮?nèi)容太多,大家還是購(gòu)買(mǎi)報(bào)告詳細(xì)研究吧!
另外,我們測(cè)得1.5代的容量是22.7Ah,因?yàn)檎w重量有所減輕,因此換算的能量密度為241Wh/kg(第一代4680才神道測(cè)得容量為22.3Ah,重量比1.5代版本重了10多克,所以一代的能量密度是229Wh/kg)。
目前看,兩個(gè)版本極組的各項(xiàng)尺寸差異還是比較大的,才神道將在明年一月初整理好拆解報(bào)告供大家參考。比克4695的拆解報(bào)告也將一同出爐。
審核編輯:黃飛
評(píng)論